Dichtheid van veelvoorkomende metalen: Tabel met staal, aluminium, koper, titanium en messing
Gebruik voor snelle schattingen 7,850 kg/m³ voor koolstofstaal, 2,700 voor 6061 aluminium, 8,960 voor zuiver koper, 4,510 voor titanium klasse 2 en 8,530 voor C260 messing. Gebruik de exacte legering en productvorm wanneer de massa van invloed is op het ontwerp, de prijs, het hijsen of het transport; controleer de gegevens van de producent wanneer de waarde contractueel cruciaal is.
7,850 kg/m³ of ongeveer 0.284 lb/in³.
Ongeveer 65.6% lichter dan staal bij een gelijk volume.
Ongeveer 14.1% zwaarder dan staal bij een gelijk volume.
Lichter dan staal, maar zwaarder dan aluminium.
Meestal zwaarder dan staal en lichter dan koper.
Vergelijk de massa, inertie en ruwe materiaaleigenschappen voordat de tekening wordt vrijgegeven.
Stem de legering, hardheid, productvorm en temperatuur af op de gegevens of specificaties van de fabrikant.
Inclusief bewerking, coating, hardware, verpakking en de daadwerkelijke weegmethode.
Vraag om een certificaat, een bewijs van dichtheid of een schaalverificatie wanneer de kosten of de veiligheid daarvan afhangen.
Wat zijn de dichtheidswaarden van veelvoorkomende metalen?
De onderstaande waarden zijn nominaal bij kamertemperatuur. Het rijlabel is belangrijk: "staal" is een gangbare maatstaf voor schattingen, terwijl 6061, C11000 en Ti-6Al-4V gedefinieerde commerciële materialen zijn. Gebruik de gespecificeerde kwaliteit voor een vrijgegeven tekening of inkooporder.
| Materiaal / kwaliteit | kg / m³ | g / cm³ | pond/in³ | pond/ft³ | Praktische notitie |
|---|---|---|---|---|---|
| Koolstofstaal of constructiestaalAlgemene schatting | 7,850 | 7.85 | 0.284 | 490 | Handig voor het opstellen van materiaallijsten in een vroeg stadium en voor het controleren van het sectiegewicht. |
| Roestvrij staal 304 / 304LOutokumpu-basis bij 20 °C | 7,900 | 7.90 | 0.285 | 493 | Iets lager dan 316/316L. |
| Roestvrij staal 316 / 316LOutokumpu-basis bij 20 °C | 8,000 | 8.00 | 0.289 | 499 | De keuze van de kwaliteitsklasse is belangrijk bij grote groepen. |
| Aluminium 6061Kaiser-nominaal bij 20°C | 2,700 | 2.70 | 0.098 | 169 | Een veelgebruikte lichtgewicht constructielegering. |
| Aluminium 7075Kaiser-nominaal bij 20°C | 2,800 | 2.80 | 0.101 | 175 | Ongeveer 3.7% dichter dan 6061 bij gelijk volume. |
| Zuiver koperElementaire referentie | 8,960 | 8.96 | 0.324 | 559 | Niet gebruiken als vervanging voor een specifiek commercieel koperlegeringsmerk. |
| Koper C11000 ETPNominale CDA-waarde bij 68°C | 8,910 | 8.91 | 0.322 | 556 | Gangbaar, zeer geleidend commercieel koper. |
| Titaniumkwaliteit 2Commercieel zuivere kwaliteit | 4,510 | 4.51 | 0.163 | 282 | Corrosiebestendig en vervormbaar; niet zo licht als aluminium. |
| Ti-6Al-4V klasse 5TIMET-waarde bij 22°C | 4,420 | 4.42 | 0.160 | 276 | Hoge soortelijke sterkte; iets lichter dan klasse 2. |
| Messing C26000Patroon messing | 8,530 | 8.53 | 0.308 | 533 | Een handige referentie voor messing hulzen, maar geen waardebepaling voor elke messing huls. |
| Messing C36000Vrijsnijdend messing | 8,500 | 8.50 | 0.307 | 531 | Vaak geselecteerd op basis van bewerkingsprestaties. |
Afgeronde waarden zijn het meest geschikt voor routinematige schattingen. Extra decimalen maken een geschatte gezinswaarde niet nauwkeuriger.
Welk metaal is het zwaarst?
Koper en messing zijn bij hetzelfde volume zwaarder dan staal. Titanium zit qua gewicht tussen staal en aluminium in. De staven zijn volledig van koolstofstaal gemaakt.
Hoe kun je het gewicht van metaal berekenen aan de hand van de dichtheid en de afmetingen?
Kies een materiaal en vorm en voer vervolgens de afmetingen in. Het resultaat is een theoretische massa gebaseerd op de nominale dichtheid en geometrie – geen gecertificeerd verzend- of hijsgewicht.
Een 6061 aluminium plaat van 1,000 × 500 × 10 mm.
Controleer de tekeningrevisie, gaten, toleranties, coatings, lasmetaal, olie en verpakking. Controleer het kritische brutogewicht op een geschikte weegschaal.
Wat betekent metaaldichtheid?
Dichtheid geeft aan hoeveel massa er in een bepaald volume past. Een klein koperen blokje kan zwaarder zijn dan een groter aluminium blokje, omdat koper meer massa per kubieke centimeter kan bevatten.
In de techniek wordt massadichtheid weergegeven als ρ (rho). De SI-eenheid is kg/m³. Op producttekeningen en in leveranciersgegevens worden ook g/cm³, kg/dm³, lb/in³ en lb/ft³ gebruikt.
Massa en gewicht: ingenieurs maken onderscheid tussen massa en zwaartekracht. In de dagelijkse praktijk van inkoop en vrachtvervoer betekent "gewicht in kg" meestal massa. Gebruik de dichtheid voor de massaberekening; neem de zwaartekracht alleen mee in de berekening als u de kracht nodig hebt.
- ρ = dichtheid
- m = massa
- V = netto materiaalvolume
Herschrijf de formule voor gewichtsschattingen: m = ρ × V.
Welke eenheden moet je gebruiken voor metaaldichtheid en -gewicht?
| Converteren van | Omzetten naar | Werking | Voorbeeld van staal |
|---|---|---|---|
| g / cm³ | kg / m³ | Vermenigvuldig met 1,000 | 7.85 × 1,000 = 7,850 kg/m³ |
| g / cm³ | pond/in³ | Vermenigvuldig met 0.0361273 | 7.85 ≈ 0.2836 lb/in³ |
| g / cm³ | pond/ft³ | Vermenigvuldig met 62.428 | 7.85 ≈ 490.1 lb/ft³ |
| pond/in³ | kg / m³ | Vermenigvuldig met 27,679.90 | 0.2836 ≈ 7,850 kg/m³ |
Bij millimetertekeningen gebruik je: massa (kg) = dichtheid (g/cm³) × volume (mm³) ÷ 1,000,000.
Waarom verschillen de dichtheidswaarden van metalen tussen verschillende legeringssoorten?
Staal, aluminium, titanium en messing zijn legeringen. Hun chemische samenstelling beïnvloedt de massa binnen een bepaald volume. Temperatuur, poriën en meetmethode kunnen het resultaat ook beïnvloeden.
Staal
Gebruik 7.85 g/cm³ voor vroege schattingen van koolstofstaal. Roestvrij staal 304 heeft een waarde van ongeveer 7.90 en 316/316L ongeveer 8.00. Voor balken en profielen is de tabel met massa per lengte-eenheid van de fabrikant vaak nauwkeuriger.
Hoe werkt de samenstelling van staal? →Aluminium
6061 heeft een dichtheid van ongeveer 2.70 g/cm³; 7075 heeft een dichtheid van ongeveer 2.80 g/cm³. Aluminium heeft bij een gelijk volume bijna een derde van de dichtheid van staal, maar een vervangend ontwerp vereist mogelijk een andere doorsnede.
Vergelijk 6061 en 7075 →Koper
Zuiver koper heeft een dichtheid van ongeveer 8.96 g/cm³. C11000 ETP heeft een dichtheid van ongeveer 8.91 g/cm³. Geef aan of het onderdeel OFHC, ETP, fosfor-gedeoxideerd koper of een andere koperlegering is.
OFHC versus ETP-koper →Titanium
Titaan van klasse 2 heeft een dichtheid van ongeveer 4.51 g/cm³; Ti-6Al-4V heeft een dichtheid van ongeveer 4.42 g/cm³. Titaan is zwaarder dan aluminium, maar veel lichter dan staal bij een gelijk volume.
Vergelijking van de eigenschappen van titanium →Messing
Het messing van de C260-patroon heeft een dichtheid van ongeveer 8.53 g/cm³; gangbare messingsoorten hebben een dichtheid van ongeveer 8.39–8.75 g/cm³. Geef de UNS-kwaliteit aan voordat u bestelt of een grote hoeveelheid berekent.
Verschillen tussen messing en brons →Temperatuur speelt ook een rol. Een vaste stof zet doorgaans uit naarmate deze warmer wordt. Dezelfde massa vult dan een groter volume, waardoor de dichtheid afneemt. Tabelwaarden bij kamertemperatuur zijn niet voldoende voor cryogene toepassingen, toepassingen bij hoge temperaturen of precisiemetrologie.
Wat zijn de verschillen tussen de formules voor platen, ronde staven en buizen?
Bereken eerst het netto volume. Vermenigvuldig dit vervolgens met de gekozen dichtheid. Houd alle afmetingen in één maatsysteem aan en trek gaten of holtes af vóór de laatste vermenigvuldiging.
Volume = length × width × thicknessVoorbeeld: 1,000 × 500 × 10 mm 6061 aluminium = 13.50 kg.
Volume = π × diameter² × length ÷ 4Gebruik geen straal als de formule om de diameter vraagt.
Volume = π × (OD² − ID²) × length ÷ 4De buismassa is gevoelig voor de tolerantie en ovaliteit van de wand.
Hoeveel weegt een plaat van 1 m² per materiaal?
Een massieve plaat van 1,000 × 1,000 × 10 mm heeft een volume van 0.010 m³. De massa verandert met het materiaal, ook al blijven alle buitenafmetingen gelijk.
Belangrijk: een gelijk volume betekent niet per se gelijke prestaties. Een echte vervanging vereist mogelijk een andere dikte, ribpatroon, verbinding of ondersteuning.
Waarom kan het werkelijke gewicht van metaal afwijken van het theoretische gewicht?
Een dichtheidsberekening geeft normaal gesproken de nominale netto metaalmassa weer. De schaal kan een ander getal aangeven, omdat het werkelijke onderdeel en de verpakking meer – of minder – metaal bevatten dan het vereenvoudigde model.
Stem de dichtheid af op de legering, de productvorm en de referentietemperatuur.
Gebruik vrijgegeven CAD-gegevens of tolerantiebewuste afmetingen. Trek gaten en holtes af.
Voeg indien nodig bewerkingsmateriaal, lasmetaal, coatings, inzetstukken, olie en beschermfolie toe.
Inclusief pallets, kratten, spanbanden, bevestigingsmaterialen, barrièrefolie en opvulmateriaal.
Gebruik een geschikte weegschaal voordat u goederen tilt, vracht boekt of belangrijke documenten opstelt.
Maattolerantie kan doorslaggevend zijn.
Een klein verschil in dikte of diameter leidt tot een grote verandering in massa bij brede platen, lange staven of een hele productiebatch. Bereken de minimum- en maximumwaarden wanneer de lading of de facturering van belang is.
Een model kan nog steeds fout zijn.
Controleer de eenheden, tekeningrevisie, materiaaltoewijzing, onderdrukte gaten, dubbele onderdelen, bewerkingsmateriaal en meegeleverde hardware. Vergelijk de CAD-massa met een eenvoudige handmatige berekening.
Coatings en assemblages voegen massa toe.
Plating, bekleding, lasresten, bevestigingsmiddelen, inzetstukken, corrosietoeslag en ingesloten procesmedia mogen dan wel klein zijn per onderdeel, maar vormen samen wel een aanzienlijke hoeveelheid materiaal over een volledige order.
Netto is niet hetzelfde als bruto
Verpakkingen voegen eigen gewicht toe aan het transport. Bij de vrachtplanning moet ook rekening worden gehouden met de afmetingen van de verpakking, het zwaartepunt, de vloerbelasting, de hijspunten en de laadvoorschriften van de route.
Wanneer moet je de vaste stofdichtheid, de volumetrische dichtheid of de schijnbare dichtheid gebruiken?
De grafiek beschrijft massief metaal. Deze mag niet rechtstreeks worden toegepast op poeder, spanen, draaisel, poreuze gietstukken, gesinterde onderdelen, roosterstructuren of metaalschuim.
| Dichtheidsbasis | Welk volume wordt geteld? | Typisch materiaal | Verwar het niet met |
|---|---|---|---|
| Theoretisch of poriënvrij | Massief materiaal zonder poriën. | Samenstellingreferentie of gesmede legering. | Werkelijke dichtheid van de poreuze omhulling. |
| In bulk of in een envelop | Extern volume inclusief interne holtes. | Gesinterd, gegoten of additief vervaardigd onderdeel. | Volledig dichte, gesmede legeringswaarde. |
| schijnbare dichtheid van het poeder | Poedermassa gedeeld door los volume. | Vrij stromend metaalpoeder. | Dichtheid van de vaste legering. |
| Losse schroot bulkdichtheid | De massa van het schroot gedeeld door het volume van de container. | Spanen, draaisel en reststukken. | Een massief blok met dezelfde buitenbehuizing. |
Rapporteer de methode met het bijbehorende nummer. De schijnbare dichtheid van het poeder, de dichtheid van het gesinterde deel en de dichtheid van de poriënvrije legering beantwoorden verschillende vragen. Een waarde zonder test- of volumebasis is gemakkelijk te misbruiken.
Welke invloed heeft de dichtheid op het ontwerp, de kosten en de materiaalkeuze?
Dichtheid is essentieel, maar het is geen volledig criterium voor materiaaleigenschappen. Het lichtste blok met een gelijk volume levert mogelijk niet het lichtste, flexibele onderdeel op.
Massa verandert belastingen en beweging
Dichtheid beïnvloedt de zwaartekrachtbelasting, versnellingskracht, zwaartepunt, inertie, botsingsenergie, balans en eigenfrequentie. Controleer het eenhedenstelsel van de solver met een eenvoudig blok voordat u een complex model vertrouwt.
Formaat aanpassen vóór vergelijking
Een materiaal met een lage dichtheid kan een diepere doorsnede, dikkere wanden of meer ondersteuning nodig hebben. Vergelijk ontwerpen die voldoen aan dezelfde eisen op het gebied van sterkte, doorbuiging, vermoeiing, knik, temperatuur en corrosie.
De prijs per kilogram is geen onderdeel van de kostprijs.
Houd rekening met de ingekochte voorraad, snijopbrengst, bewerkingstijd, verbinding, warmtebehandeling, inspectie, coating, vracht, schrootkrediet en levensduur. Dichtheid is slechts één van de inputvariabelen.
Dichte en omvangrijke lading bezwijkt op verschillende manieren.
Koper kan een maximale draagkracht of vloerbelasting bereiken voordat het beschikbare volume volledig benut is. Een lichte aluminium constructie kan eerst de verpakkingsinhoud benutten. Controleer zowel de massa als de afmetingen.
Nuttige vraag: Welke specifieke kwaliteit, productvorm en productiemethode voldoet aan de functie met het laagst aanvaardbare totale risico en de laagste levenscycluskosten?
Wat moet je allemaal opnemen in een offerteaanvraag voor metaalgewicht?
- Exacte legering of kwaliteit en geldende norm
- Plaat, staaf, buis, gietstuk, smeedstuk of poederonderdeel
- Ontlaten, gloeien of warmtebehandeling
- Vrijgegeven tekening/CAD-revisie en aantal
- Nominale afmetingen, toleranties en bewerkingsmarge
- Beginvoorraad, eindproduct, nettogewicht, tarragewicht of brutogewicht
- Dichtheidsbron en temperatuur indien contractkritisch
- Coating, beplating, lasmetaal, inzetstukken of olie, inclusief
- Factureringsbasis op basis van theoretische waarde versus weegfactor
- Vereiste schaalnauwkeurigheid en acceptatietolerantie
- Certificaat van conformiteit of materiaaltestcertificaat
- Traceerbaarheid van warmtebatches/partijen en positieve materiaalidentificatie
- Inspectie, bemonstering en onafhankelijke getuigenbehoeften
- Dichtheids- of porositeitsmethode voor poeder-/gesinterde onderdelen
- Voorrang indien de resultaten van de leverancier en de ontvanger verschillen.
- Gewicht per stuk, bundel, pallet, krat en verzending
- Bestemming en transportwijze
- Verpakkingsgrootte, zwaartepunt en hijspunten
- Beperkingen voor heftruck, kraan, stelling, vloer en transportband
- Snijverlies, monsters, reserveonderdelen en eigendom van schroot
Welke vragen over metaaldichtheid stellen kopers?
Korte antwoorden over ontwerp, offertes en materiaalvergelijking.
Wat is de dichtheid van staal in kg/m³?
Koolstofstaal en constructiestaal hebben doorgaans een geschatte dichtheid van 7,850 kg/m³, wat overeenkomt met 7.85 g/cm³ of ongeveer 490 lb/ft³. Dit is een praktische nominale waarde, geen exacte waarde voor elke staalsoort. Roestvast staal 304 heeft doorgaans een dichtheid van ongeveer 7,900 kg/m³ en 316/316L ongeveer 8,000 kg/m³.
Hoeveel lichter is aluminium dan staal?
Bij hetzelfde volume heeft 6061 aluminium (2.70 g/cm³) ongeveer 34.4% van de massa van koolstofstaal (7.85 g/cm³). Met andere woorden, het is ongeveer 65.6% lichter. Een echt onderdeel kan een andere geometrie vereisen, dus vergelijk voltooide ontwerpen – niet alleen blokken van gelijke grootte.
Is koper zwaarder dan staal?
Ja, bij gelijk volume. Zuiver koper met een dichtheid van ongeveer 8.96 g/cm³ is ongeveer 14.1% zwaarder dan koolstofstaal met 7.85 g/cm³. C11000 ETP-koper heeft een dichtheid van ongeveer 8.91 g/cm³.
Waarom tonen metaaldichtheidsgrafieken verschillende waarden?
Ze kunnen verwijzen naar verschillende legeringen, zuiverheden, temperaturen, productomstandigheden, definities van poriënvolume of afrondingsregels. Controleer het rijlabel, de bron, de eenheden en de meetbasis voordat u besluit dat twee tabellen tegenstrijdig zijn.
Kan dichtheidsmeting een onbekend metaal identificeren?
Het kan de keuzemogelijkheden beperken, maar het bewijst zelden een legering. Verschillende kwaliteiten overlappen elkaar, en coatings, poriën, ingesloten vloeistof, volumefouten of schaalafwijkingen kunnen het resultaat beïnvloeden. Gebruik traceerbare certificaten, PMI, chemische analyses of een andere geschikte test voor betrouwbare identificatie.
Moet een offerteaanvraag gebruikmaken van theoretisch of werkelijk gewicht?
Gebruik de theoretische massa voor eerste schattingen of wanneer een contract een nominale standaardbasis hanteert. Gebruik de geverifieerde netto- of brutomassa voor de uiteindelijke vracht, hijswerkzaamheden, douane, inventaris of facturering wanneer het risico dit vereist. Vermeld de overeengekomen basis duidelijk.
Welke technische bronnen ondersteunen deze dichtheidswaarden?
- NIST-handleiding voor het SI-systeem, hoofdstuk 8 — definitie van massadichtheid en SI-eenheid kg/m³.
- NIST-omrekeningsfactoren voor massadichtheid — omrekeningen voor g/cm³, kg/m³, lb/in³ en lb/ft³.
- Gegevens voor Kaiser Aluminium 6061 platen, coils en vellen — nominale dichtheid 2.70 Mg/m³ bij 20°C.
- Outokumpu Supra roestvrijstalen bereikgegevens — Op basis van de dichtheid van 316/316L.
- Copper Development Association C11000-gegevens — ETP-koperdichtheid en soortelijk gewicht.
- Copper Development Association C26000-gegevens — dichtheid en fysieke eigenschappen van de patroonhuls.
- TIMETAL 6-4 gegevensblad — Dichtheid van Ti-6Al-4V bij 22°C.
- Hydro-weetjes over aluminium — een praktische vergelijking op basis van gelijk volume met staal.
De waarden zijn nominale referentiegegevens voor planningsdoeleinden. Controleer de actuele producentgegevens, specificaties en contractvereisten voor de exacte kwaliteit en productvorm.
Geef de legeringssoort, productvorm, afmetingen, oppervlakteconditie, verbindings- of reinigingstaak, hoeveelheid en gewenst resultaat door. Oceanplayer Laser kan een praktische laserreinigings-, las- of markeermethode aanbevelen, evenals de benodigde controles vóór de productie.